文档介绍：分类号: UDC: 密级: 学校代号:11845 学号:2111204048 广东工业大学硕士学位论文(工学硕士) 云台的主动减振控制系统研究李石金指导教师姓名、职称: 塞垩男副熬握万方数据 ADissertationSubmitted toGuangdong UniversityofTechnology forthe Degree ofMaster IIIIIIHIIIII Y2795906 The Research of Active Vibmtion IsolationContmI System ofPan-tilt Candidate:Shi-jin Li Supervisor:Vice Prof-Ya—nan Song June 2015 SchooI ofAutomation Guangdong University ofTechnology Guangzhou,Guangdong,,510006 万方数据摘要摘要视觉跟踪定位技术是船舶跟踪与三维定位技术中的一个分支,该技术常采用摄像机作为图像采集模块,将实时的位置信息反馈到跟踪定位系统中进行计算处理。但由于轮船发动机以及舰载装置等振源会对船体造成振动,从而导致跟踪定位摄像机视轴的不稳定,因此,为确保视觉跟踪与定位的有效性和准确性,必须开发具有减振功能的云台(云台是安装、固定摄像机的支撑设备)。本文基于主动减振技术设计的云台可以衰减轮船发动机以及其他舰载装置造成的振动,从而稳定摄像机视轴,确保所拍摄图像的清晰度。本文的主要工作如下: ,并通过各种减振技术的对比论证了云台的主动减振控制系统在视觉跟踪与定位技术领域的可行性和应用前景。 (包括被动减振和主动减振),通过对比软式主动减振器和硬式主动减振器的优缺点,并考虑到海上环境的复杂性(海面风浪的运动会对云台系统造成水平向的扰动),最终选取了结构稳定、支撑刚度强以及抗水平扰动能力优越的硬式主动减振器方案。 ,其中PID控制方法的特点是不依赖于模型的精确性,并且参数的设计与整定都有成熟的方法,它在控制有效性、稳定性以及准确性方面都具有一定优势,而模糊PID控制方法在此基础上,通过在线整定PID 控制方法的三个参数,进一步的加强了系统的鲁棒性。此外,考虑到云台主动减振控制系统建模的复杂性,本文从所列算法中选择了不依赖于精确模型的PID控制算法和模糊 PID控制算法作为仿真算法进行减振效果对比。 ,使用软件Matlab2007编写m文件进行减振算法仿真,首先通过整定控制算法的各个初始参数,然后给定不同形式、不同频率的振动信号干扰进行仿真分析,结果表明了模糊PI控制算法的减振效果更为明显,减振性能更符合本课题的需求。 ,选取振动信号检测模块、控制单元模块、减振执行机构、减振执行器驱动以及电源模块组建了系统实验平台。使用IAR Systems对基于STM32F303开发的减振系统进行模块功能调试,采用友善串口调万方数据广东工业大学硕士学位论文试助手软件对STM32F303进行串口数据采集,最终完成了振动加速度检测实验、A/D 转换测试实验以及减振平台驱动测试实验,部分验证了主动减振控制系统研究的可行性。关键词:云台;主动减振;模糊PID控制万方数据 ABSTRACT ABSTRACT Visual tracking technology is a branch of ship tracking and three-dimensional positioning technology,which often applies camera as image acquisition module,and gives the real-time tracking position information feedback to the calculation and processing ,the source ofvibration,such as theship engine and the shipboard equipment,may cause vibrationofhull,and lead to theunstability of visual axistracking ,in order to ensure theeffectiveness and accuracy ofvisualtracking andpositioning,it isnecessary